LIASAS: FUNKCE A TYPY - BIOLOGIE - 2025

Lyázy jsou enzymy, které se podílejí na dělení nebo přidávání skupin do chemické sloučeniny. Princip této reakce je založen na dělení vazeb CC, CO nebo CN. V důsledku toho vznikají nové dvojné vazby nebo kruhové struktury (Mahdi a Kelly, 2001).

Na druhé straně se lyasy podílejí na buněčných procesech, jako je cyklus kyseliny citronové a na organické syntéze, jako je například produkce kyanohydrinů.

Trojrozměrná struktura lyázy polygalakturonové kyseliny (pektátová lyáza). Jawahar Swaminathan a zaměstnanci MSD v Evropském institutu bioinformatiky, z Wikimedia Commons.

Tyto proteiny se liší od jiných enzymů v tom, že mají určité zvláštní podrobnosti. V jednom smyslu reakce působí na dva substráty, zatímco v opačném směru ovlivňují pouze jeden substrát.

Ve skutečnosti jeho účinek způsobuje eliminaci molekuly, která vytváří strukturu s dvojnou vazbou nebo vznik nového kruhu. Zejména enzym polygalakturonová kyselina lyáza (pektát lyáza), která štěpí pektin a dává vznik jednotkám kyseliny galakturonové, ramnózy a dextrinu. Dále je přítomna v některých fytopatogenních hubách a bakteriích.

Lyase funkce

Lyázy jsou zajímavou skupinou enzymů, které mají mnoho životů v životě naší planety. Jsou tedy protagonisty důležitých procesů pro život organismů.

To znamená, že nedostatek těchto proteinů vyvolává smrt bytostí. Zkrátka, znalost těchto proteinů je zábavná a šokující. Na druhé straně učí složitost procesů, které nás obklopují.

Jejich funkce se navíc liší v závislosti na typu lyázy. V důsledku toho existuje celá řada enzymů s lyasovou aktivitou. Takovým způsobem, že jsou schopni provádět vazby vysoce variabilních molekul.

Na druhou stranu se podívejme na některé příklady těchto proteinů a funkce, které vykonávají:

Fosfolipáza C

Poskytuje tomuto organismu schopnost modifikovat trávicí systém některých druhů hmyzu. V důsledku toho upřednostňuje jeho rychlé množení v celém těle zvířete.

Karbonová anhydráza

Převádí oxid uhličitý na bikarbonát a protony. V přítomnosti vody souvisí s udržováním acidobazické rovnováhy v krvi a tkáních a rychlým odstraňováním oxidu uhličitého z těchto látek.

Tento enzym v rostlinách však zvyšuje koncentraci oxidu uhličitého v chloroplastu, což zvyšuje karboxylaci enzymu rubisco.

Reakce katalyzovaná karboanhydrázou. GarcíaGerry z Wikimedia Commons.

Enolasa

Převádí 2-fosfoglycerát na fosfoenolpyruvát v glykolýze. Rovněž může provádět reverzní reakci v glukoneogenezi. Je zřejmé, že se snaží syntetizovat glukózu, když je v buňkách deficit tohoto cukru.

Kromě těchto klasických funkcí je enolase přítomna v axonech nervových buněk. Je také markerem poškození neuronů a jiného poškození nervového systému.

Karboxyláza

V důsledku svého působení odstraňuje karboxylové skupiny z kyseliny pyruvové. Následně jej převádí na ethanol a oxid uhličitý.

V kvasnicích ničí CO2 v buňkách a produkuje ethanol. Tato sloučenina funguje jako antibiotikum.

Fosfolipáza C

Nachází se v membránách trypanosomů a velké množství bakterií. Generuje štěpení GPI proteinů přítomných v těchto membránách. Ve skutečnosti byl zjištěn u Trypanosoma brucei.

PEPCK

Podílí se na glukoneogenezi, přeměňuje oxaloacetát na fosfoenolpyruvát a oxid uhličitý. Na druhé straně u zvířat umožňuje jaterním nebo ledvinovým buňkám tvořit glukózu z jiných metabolitů.

Aldolasse

Svoji činnost uplatňuje při glykolýze; štěpí fruktózu-1,6-BF na dvě triosy, DHAP a glyceraldehyd-3-fosfát. Proto tento enzym umístěný v cytosolu většiny organismů hraje důležitou roli při extrakci energie z cukrů.

Na druhé straně je vyhodnocení aldolázy v krvi (nebo séru) nástrojem, který umožňuje určit poškozené struktury v orgánech, jako jsou játra, svaly, ledviny nebo srdce.

Alkylmercury lyáza

Uplatňuje svůj účinek na substrát alkyl-rtuti a vodíkových iontů, aby vytvořil ionty a rtuťové ionty.

Jeho základní biologickou úlohou je účastnit se mechanismů toxické eliminace, protože přeměňuje organické sloučeniny rtuti na látky, které nejsou škodlivé.

Oxalomalát lyáza

Zejména přeměňuje 3-oxomalát na dva produkty: oxoacetát a glyoxylát.

Funguje v Krebsově cyklu, takže houby, chrániče a rostliny vytvářejí cukry z acetátů odebraných z média.

Druhy lyáz

Ve skupině lyáz je několik podtříd:

Lyasouhlík-uhlík

Tyto enzymy přerušují vazby uhlík-uhlík. Jsou rozděleny do následujících typů:

• Karboxy-lyázy: které přidávají nebo odstraňují COOH. Zejména odstraňují skupiny aminokyselin, typu alfa-keto-kyselin a beta-keto-kyselin.
• CHO-liasy: kondenzují aldolové skupiny v opačném směru.
• Lyoxidy kyselin: řezané kyselé 3-ROH nebo reverzní reakce.

Liasas c arbono-o xigen

Tyto enzymy narušují vazby CO. Jsou mezi nimi:

1) Hydrolýzy, které odstraňují vodu. Tak jako jsou, uhličitanová nebo citrátová dehydratáza, fumarát hydratáza, mimo jiné proteiny.

2) Liasy, které odstraňují alkohol z cukrů. Heparin lyase, pectate lyase, glucuronan lyase, stejně jako mnoho dalších enzymů se nacházejí (Albersheim 1962, Courtois 1997).

3) Liasy, které působí na fosfátové substráty a odstraňují fosfáty.

Lyasy uhlík-dusík

Je zřejmé, že se jedná o enzymy, které snižují vazby uhlík-dusík. Rozdělují se na:

1) Amoniové lyázy, které přerušují vazby uhlík-dusík a vytvářejí NH3. Koho působí na aspartát, threonin nebo histidin.

2) Kromě toho existují lyázy, které štěpí CN vazby v amidech nebo amidinech. Například adenylosukcinát lyáza.

3) Amino-lyázy, štěpí vazby uhlík-dusík v aminových skupinách. Tímto způsobem jsou v této skupině enzymů striktní sidin syntáza, deacetyl ipekosid syntáza.

Lyázy uhlíku a síry

Jsou to enzymy, které snižují vazby uhlík-síra. Například cysteinová lyáza, laktoylglutathion lyáza nebo methionin y-lyáza.

Lyázy halogenidu uhlíku

Za prvé, tato podtřída byla původně stanovena na základě enzymu pro odstranění kyseliny chlorovodíkové (HCI) z 1,1,1-trichlor-2,2-bis-ethanu (DDT).

Fosforečné kyslíkové lyázy

Fosfolipáza C je v této kategorii lyáz.

Lyázy uhlíku a fosforu

Zejména působí na vazby uhlík-fosfor.

Reference

1. Mahdi, JG, Kelly, DR, 2001. Lyases. In: Rehm, H.-J., Reed, G. (Eds.), Biotechnology Set. Wiley - VCH Verlag GmbH, Weinheim, Německo, pp. 41-171.
2. Palomeque P., Martínez M., Valdivia E. a Maqueda M. (1985). Předběžné studie entomotoxického účinku Bacillus laterosporus na larvy Ocnogyna baetica v Jaenu. Bull Serv. Plague, 11: 147-154.
3. Lafrance-Vanasse, J.; Lefebvre, M.; Di Lello, P.; Sygusch, J.; Omichinski, JG (2008). Krystalové struktury Organomercurial Lyase MerB ve svých volných a rtuťově vázaných formách vhled do mechanismu degradace methylmertu. JBC, 284 (2): 938-944.
4. Kondrashov, Fyodor A; Koonin, Eugene V; Morgunov, Igor G; Finogenova, Tatiana V; Kondrashova, Marie N. (2006). Vývoj enzymů glyoxilátového cyklu v Metazoa: důkaz mnoha horizontálních přenosových jevů a tvorby pseudogenu. Biology Direct, 1:31.
5. Albersheim, P. a Killias, U. (1962). Studie týkající se čištění a vlastností pektin transeliminázy. Arch. Biochem. Biophys. 97: 107-115.
6. Courtois B, Courtois J (1997). Identifikace glukuronan lyázy z mutantního kmene Rhizobium meliloti. Int. J. Biol. Macromol. 21 (1-2): 3-9.